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粮食主产区地力培育与农田污染防治技术课题取得重大进展
发布者：管理员发布时间：2010-07-26作者：Admin来源：点击量：
由中国农业科学院土壤肥料研究所主持的“粮食主产区地力培育与农田污染防治技术研究”课题，于2004年6月通过国家立项论证，以影响三大平原小麦、玉米和水稻生产能力的农田地力监测与培肥模式、地力培育技术体系和农田环境保护与节水技术为研究重点，在充分利用现有工作的基础上，组织在三大平原地区已经存在的合作研究网络，2004年度全面开展了粮食主产区土壤养分精准监测、土壤培肥、作物精准平衡施肥、作物专用肥、高效节水、土壤生态修复、化肥污染控制、农药污染控制等农田地力培育与农田污染防治技术研究的调研和基础性工作、实施计划制定、试验和示范，取得了阶段性重要进展。
1. 三大平原农田地力监测与培肥模式研究取得较大进展
（1）应用3S技术, 初步研究形成土壤养分监测技术体系，包括GPS指导的土壤采样技术、土壤养分的快速测定技术、数据自动采集技术、土壤作物信息传输技术、分析数据自动处理技术、分析结果及土壤养分图生成技术等。
（2）收集整理了三大平原地区现有的农田养分监测资料、肥料长期试验资料、土壤测试资料等，制订了应用3S技术在三大平原地区补充采集有代表性土壤样品的实施方案，初步分析了三大平原区农田地力状况和土壤肥力主要障碍因子。
（3）充分利用3S技术、数据库技术和网络技术，基本建成三大平原农田地力的土壤数据库及决策支持系统，该系统的建立为三大平原区域土壤养分精准管理提供了基础（如图1-3）。
图1 土壤样品快速系列化分析设备研制基本完成，该设备可快速准确地评价土壤中的15个肥力指标
图2 数据采集终端：原理是在奔腾II以上计算机上安装用Java语言开发的采集程序（终端用户界面），
通过计算机串口(RS232接口)与仪器的输出端口连接，使测试过程中的数据直接在计算机中读出
图3 实验室土样测试数据采集流程
2. 三大平原农田地力培育技术体系研究取得突出进展
（1）初步探讨和提出了三大平原土壤有机质的动态平衡规律及有机质的降解- 累积平衡模型，根据进入土壤的新鲜有机质的数量变化，把有机质分解分为快速降解期、缓慢降解期和稳定平衡期；土壤有机质平衡点是气候的函数，同时也受农业 措施特别是有机肥类型和数量的影响，这对确定三大平原基础地力的有机质含量具有重要意义，也为土壤培育中有机肥的用量提供了理论依据。
研究讨论了化肥（用量与种类）及根茬残留量对现有土壤有机质积累的影响，发现合理施用化肥也可使土壤有机质含量稍有提高，而其主要原因是化肥增产的同时增加了根茬的残留量，这对正确认识化肥对土壤肥力培育的作用有重要意义。
对大量长期肥料试验的分析结果表明，有机肥是土壤肥力提高和作物持续高产的基础（图4），它不仅使土壤有机质含量增加，而且使有机质质量改善，还能显著改变土壤的生物活性，这对全面认识有机肥的作用和实现农业上的循环经济有重要意义。
基于以上结果和认识，初步讨论和提出了适合我国3大粮食主产区的秸秆还田和有机肥综合利用技术规程，指出秸秆还田粉碎程度和还田方式对其利用有显著影响；初步提出了秸秆还田的最佳方式与高效利用技术（图5）。
图4 长期科学施肥能显著提高农田生产力（华北平原河北省辛集试区）
图5 提高农田地力的玉米秸秆还田示范片（华北平原河北省辛集试区）
（2）秸秆还田方式对冬小麦土壤水分有较大影响，华北平原目前广泛应用的秸秆还田措施（秸秆粉碎2遍后翻入地下）具有极好的土壤水分保持效果，比表面覆盖方式秸秆还田0-100cm土壤水分平均提高6.2。在华北地区畦田集雨技术比传统旱作提高0-100cm土壤储水量5.6，畦集雨+保水剂的技术集成提高0-100cm土壤储水10.3；保水剂比单纯畦田集雨提高4.5。
（3）在三大平原试验示范区，应用GIS、GPS等信息技术，研究基本明确土壤养分状况和变异规律，初步构建土壤养分精准管理技术平台（图6），基本形成三大平原示范区作物精准平衡施肥技术。该技术在华北平原河北省辛集试区和东北平原吉林省公主试区使玉米增产8-13，使经济效益增加540-1200元/hm2，能改善土壤供肥能力和生产力。
图6 土壤养分精准管理技术平台
（4）在三大平原粮食主产区，应用GPS、GIS等信息技术，因地制宜地研究初步形成三大平原切实可行的粮食生产作物专用肥生产技术，为实现三大平原高效环保精准平衡施肥和培肥农田地力奠定了基础。 ?
3. 农田污染防治技术体系研究取得明显进展
（1）针对水稻田轻度重金属污染问题，初步探明水稻施用硅酸钠、钢渣硅肥或粉煤灰均能显著降低水稻茎秆和稻谷中的Cd含量，其中钢渣硅肥降低稻谷镉含量的效果最佳。
（2）初 步摸清了长江中下游平原水稻生长期间稻田氮素流失数量和流失形态，依据稻田田面水氮素含量变化动态划定了稻田氮素流失风险的三个时期：绝对风险期、相对风 险期和相对安全期，为进一步提出稻田化肥污染控制对策提供了依据；华北平原两个长期定位试验结果表明，在冬小麦夏玉米轮作体系氮肥（N）用量为300 kg/hm2、合理配施磷钾肥的条件下，粮田氮肥淋失风险很低，平衡施肥是提高作物产量、控制农田硝态氮淋失的重要途径。
（3）三大平原有机氯和一些长效有机磷农药严重超标；针对稻田的用药特点，筛选到1株高效降解有机磷农药的新菌株JHY01，该菌株对毒死蜱等农药的降解效率达到80以上；针对旱地除草剂草甘灵，分离到4株具有降解能力的新菌株。
4. 初步集成的农田地力培育技术示范取得良好效果
应用研究基本形成的土壤养分精准监测、土壤培肥、作物精准平衡施肥、作物专用肥、高效节水、土壤生态修复、化肥污染控制、农药污染控制等先进技术，初步集成了三大平原切实可行的农田地力培育技术体系，该体系能够改善土壤供肥能力，提高土壤生产力，增产降耗改质效果明显，操作可行，农民易于接受。在华北平原辛集市马兰试区，初步形成了以土壤培肥、精准平衡施肥、作物专用肥应用、高效节水、新品种等多项技术为主体的集成技术体系。在东北平原吉林试区，推广集成技术产品玉米专用肥7000吨，示范应用面积25万亩，玉米增产10，产量增加12500吨，经济效益增加1125万元。（黄绍文整理）